Počkejte prosím...

Ústav biotechnologie

Vypsané disertační práce

Ekofyziologická a metabolická diverzita prokaryot radonových pramenů

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

Tato práce má za cíl studium ekologie a vlastností mikroorganismů izolovaných z prostředí radonových pramenů Jáchymova, jejichž obsah radonu se pohybuje v rozmezí 5 - 20 kBq/l, což vede k potřebě specifických životních strategií u přítomných mikroorganismů. Cílem je poznání biologické rozmanitosti Jáchymovských pramenů z pohledu prozkoumání biochemie mikrobiálního života, mechanismů ochrany a adaptace mikroorganismů na extrémní prostředí. Součástí bude podrobná charakterizace vlastností dosud nepopsaných, kultivovatelných mikroorganismů a zaměření na popis jejich unikátních životních strategií a metabolický potenciál, zvláště jejich biodegradačních schopností. Mezi studované charakteristiky budou patřit zjištění kultivačních podmínek umožňujících opakovanou kultivaci, odolnost vůči stresovým faktorům (UV záření, osmolarita, oxidativní stres, nedostatek živin či nízká vodní aktivita) se zaměřením na tvorbu a roli biofilmů. Součástí práce bude identifikace získaných mikroorganismů (MALDI-TOF, 16S rRNA) i zjištění jejich specifických biochemických drah se zaměřením na jejich schopnost účastnit se bioremediací řady xenobiotik.

Enzymová syntéza kovových nanočástic s aplikačním potenciálem

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

Vzhledem ke svým výjimečným fyzikálně-chemických vlastnostem patří kovové nanočástice k nejčastěji vyráběným typům nanomateriálů s širokým aplikačním potenciálem. Práce bude zaměřena na využití metabolismu mikroorganismů (bakterií a hub) a rostlinných extraktů pro intracelulární a extracelulární biosyntézu nanočástic kovů, které vykazují především antimikrobiální aktivitu. V závislosti na změně vnějších podmínek, růstové fázi aplikovaného mikroorganismu a typu prekurzoru kovu se otevírají široké možnosti biosyntézy nových nanočástic, které mohou mít různou velikost, tvar a povrchovou modifikaci. Získané nanočástice budou charakterizovány dostupnými fyzikálními technikami. Antimikrobiální aktivita syntetizovaných nanočástic bude testována vůči vybraným oportunně patogenním mikroorganismům rostoucím v suspenzi a biofilmu.

Interakce flavivirové genomové RNA s virovými proteiny

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

Flaviviry jsou RNA viry, jejichž zástupci, například DENV, ZIKV nebo TBEV, způsobují řadu velmi závažných onemocnění. Pro úspěšnou replikaci v infikované buňce musí flavivirové proteiny rozpoznat a vázat virovou genomovou RNA za sestavení virové částice. Strukturní mechanismy vedoucí k tomuto kroku však zůstávají neznámé. Hlavními cíli disertace jsou (i) charakterizace strukturně funkčních motivů flavivirové genomové RNA nutných pro rozpoznávání, vbalení a tvorbu nukleokapsidy, a (ii) analýza flavivirových proteinů, které se na tomto procesu podílejí. Pro tento účel bude použito široké spektrum moderních experimentálních přístupů: molekulárně-genetické přístupy jako je klonování, PCR, mutageneze pro přípravu konstruktů DNA, in vitro RNA transkripce, exprese a rekombinantních proteinů v bakteriálních a savčích buňkách a jejich purifikace, imunoprecipitace spojená se sekvenováním RNA (iCLIP), fluorescenční anizotropie, metoda optické pinzety, transmisní elektronová mikroskopie a další.

Komplexní analýza biologických aktivit žlutých a oranžových pigmentů, tvořených houbou Monascus

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

Houby rodu Monascus patří mezi askomycety, přičemž druh Monascus purpureus je široce používaný v asijských zemích jako mikrobiální zdroj pigmentů. Polyketidy, tvořené houbou Monascus jsou proto známější jako potravinářská barviva a jejich biologická aktivita byla doposud studována pouze extenzivně. Hlavním cílem práce je podrobněji studovat různé aspekty biologické aktivity (např. antimikrobiální, antikancerogenní, antidiabetické nebo antioxidační účinky) čistých žlutých a oranžových pigmentů nebo definovaných směsí pigmentů, tvořených houbou Monascus a zaměřit se na studium aktivit, které nebyly nikdy testovány, jako je inhibiční účinek na sporotvorné bakterie. Kromě toho bude testován také synergický efekt uvedených pigmentů se standardními antimikrobiálními léčivy nebo antibiotiky. Navrhovaná práce tak může být užitečná v boji proti rezistenci vůči antibiotikům jako hlavní překážce při léčbě infekcí. Součástí práce bude také optimalizace kultivačních podmínek pro nadprodukci požadovaných, zejména žlutých pigmentů, za účelem dosažení jejich efektivní produkce bez simultánní tvorby mykotoxinu citrininu, který může být některými kmeny houby Monascus za určitých podmínek také produkován. Pozornost bude věnována také vývoji jednoduché metody izolace pigmentů.

Modulace stability retrovirové kapsidy: slibný cíl pro inhibici HIV-1

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

Struktury nezralých a zralých HIV-1 částic jsou tvořeny hexamerní sítí stejného kapsidového proteinu (CA), avšak vzájemné intra- a inter-hexamerní kontakty jsou pro oba typy částic odlišné. Jakákoliv změna ve stabilitě obou typů těchto proteinových sítí, potlačuje replikační schopnost viru a tím i infektivitu viru. Kritická role CA v těchto krocích replikačního cyklu HIV-1 ho činí vysoce atraktivním farmakologickým cílem. V rámci této práce budeme studovat vliv řady různých malých molekul, které svou vazbou k CA zásadně modulují stabilitu obou typů CA hexamerních sítí a tím narušují replikaci HIV-1. Kromě specifických syntetických molekul nedávno identifikovaných buď v naší laboratoři, nebo popsaných v literatuře, budeme také studovat roli malých buněčných kofaktorů, jejichž mechanismus modulace stability CA hexamerní sítě u různých retrovirových druhů není znám. Pochopení principu pozitivní i negativní modulace CA stability hexamerních sítí HIV-1 zralých či nezralých částic může otevřít nový terapeutický cíl pro inhibici HIV-1.

Možnosti zvýšení pěnivosti piva

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

Mezi nejdůležitější charakteristiky českého ležáku patří jeho pěna. Pěna musí mít určitý vzhled a stabilitu. Pro charakter pěny a její stabilitu jsou důkežité látky, které pěnu vytváří a podporují ji. Cílem práce bude stanovení těchto látek a testování možností zvýšení jejich obsahu. Pozornost bude věnována i látkám, které negativně působí na pěnu, jejich charakterizaci a případně ovlivnění jejich obsahu.

Nové možnosti předpovědi koloidní stability piva

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

Jeden z limitujících faktorů stability piva je jeho koloidní stabilita. Koloidní stabilita piva je dána složením koloidního systému piva a je ovlivněna ještě dalšími faktory. Cílem této práce je nalézt takové metody charakterizace koloidního systému piva, které by nám umožnily předpovědět jeho koloidní stabilitu v čase. Dalším cílem práce je i nalezení příčin zhoršené koloidní stability u různých piv.

Použití biodegradabilního nosiče v biofilmových reaktorech pro produkci extracelulárních enzymů

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

Práce je realizována ve spolupráci s firmou Dekonta a.s. a s Ústavem makromolekulární chemie AV ČR, v.v.i, Praha, který navrhuje pokročilé mikroporézní polyuretanové pěny s nastavitelnou rychlostí biodegradace. Polyuretany se syntetizují jako polyester-etherové polyoly s různým poměrem etherových/esterových segmentů aby se docílilo vhodné míry hydrofility pro zlepšení adheze mikroorganismů a hydrolytické degradovatelnosti. Polyuretanová pěna bude použita jako ekologický nosič biofilmu a zároveň jako primární nebo sekundární zdroj uhlíku, energie a dusíku pro imobilizované mikroorganismy v náplňových reaktorech pro produkci extracelulárních produktů, např. enzymů. Výzkum zahrnuje hodnocení produkce enzymů a analytické vyhodnocení čtyř základních procesů biologického působení na polyuretanovou pěnu: narušení struktury (FTIR a Ramanova spektroskopie, SEM), fragmentace (MALDI-TOF, HPLC-UV/RI, HPLC-MS a GC-MS), asimilace (Oxitop) a kolonizace povrchu (zeta potenciál, kontaktní úhel a obrazová analýza).

Produkce etanolu ze syntézního plynu autotrofními nebo mixotrofními bakteriemi

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

Stále větší důraz na využití odpadů v rámci tzv. cirkulární ekonomiky nás nutí hledat ekologicky přívětivější varianty klasických výrob, což zahrnuje i snahu využívat oxid uhličitý, jeden z tzv. skleníkových plynů jako vhodný zdroj uhlíku nejen pro rostliny a řasy. Práce se týká produkce etanolu tzv. Wood-Ljungdahlovou metabolickou drahou ze syntézního plynu tj. směsi obsahující jako hlavní složky CO, CO2 a H2 spolu s dalšími příměsmi. Syntézní plyn se získává zplyňováním biomasy nebo jiných materiálů za vysokých teplot a jeho složení je proměnlivé v závislosti na výchozím materiálu a metodě zplyňování. Podstatou práce bude výběr vhodného kmene, schopného využívat tuto plynnou směs jako zdroj uhlíku. Předpokládá se využití vybraných druhů bakterií rodu Clostridium, jako je např. Clostridium ljungdahlii, případně dalších rodů. Dále bude testována odolnosti vybraného kmene k inhibitorům, vznikajícím při zplyňování (dehtové látky, amoniak, kyanidy apod. Součástí práce bude i návrh vhodného typu kultivace (vsádková s volnými nebo imobilizovanými buňkami nebo kontinuální) a ideálně i převod vyvinutého procesu z laboratorního do poloprovozního měřítka ve spolupráci s průmyslovým partnerem.

Quorum quenching strategie umožňující potlačení virulence patogenních mikroorganismů

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie
Vedoucí práce: prof. Ing. Jan Masák, CSc.

Anotace

Mikroorganismy využívají pro řízení genové exprese a tvorbu určitého fenotypu různé regulační mechanismy. Jedním z nich je quorum sensing reagující na fluktuaci hustoty buněčné populace. V tomto typ regulace se uplatňují většinou jednoduché sloučeniny, tzv. signální molekuly. Quorum sensing je spojován s tvorbou různých virulenčních faktorů jak u prokaryotních tak u eukaryotních mikroorganismů. Termínem quorum quenching se nazývá strategie potlačující quorum sensing a tím mimo jiné i virulenci řady patogenů. Cílem tématu této disertační práce je nalezení, hlubší poznání a praktické aplikace účinných strategií quorum quenching pro omezení či eliminaci virulence zejména patogenních kmenů Pseudomonas aeruginosa a Candida albicans. Hlavní pozornost bude věnována specifickým enzymům rozkládajícím signální molekuly, látkám interferujícím s těmito molekulami a účasti různých typů nanočástic.

Sekundární metabolity mikrořas a rostlinných buněk a jejich vliv na kožní mikrobiom

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

Mikrořasy a rostlinné buňky vytváří intracelulární, případně i extracelulární sekundární metabolity. Ty mohou zásadním způsobem ovlivňovat skladbu a vitalitu společenstev baktérií vyskytujících se na pokožce. Ukazuje se, že tento mikrobiom má vliv mj. na zánětlivé procesy probíhající v pokožce a péče o kožní mikrobiom se stala aktuálním kosmetickým trendem, neboť vlivem stresu a moderního života se může bohatost a různorodost mikroorganismů žijících na povrchu pokožky snížit. Cílem disertační práce je pak provést screening látek produkovaných mikrořasami a rostlinnými buňkami na modelových kožních mikroorganismech a identifikovat přírodní látky, využitelné pro ovlivnění jejich růstu. V další fázi práce je poté cílem optimalizovat biotechnologickou produkci těchto metabolitů buněčnými kulturami a for

Studium mikrobiomu a metabolomu u obezity, diabetu a neurodegenerace a terapeutického potenciálu analogů peptidu uvolňujícího prolaktin pomocí metabolomiky

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

Bylo prokázáno, že střevní mikrobiom významně přispívá ke zdraví a nemoci. Bohužel jsou dostupné jen omezené informace o molekulárních mechanismech interakce střevního mikrobiomu a hostitele. Nedávné studie naznačují, že střevní mikrobiota hraje zásadní roli u nemocí, jako je obezita, diabetes, kardiovaskulární a neurodegenerativní onemocnění, jako je Alzheimerova choroba. Tyto choroby jsou předními světovými příčinami nemocnosti a úmrtnosti a jsou zodpovědné za 60% všech úmrtí. Zdá se, že obezita, diabetes typu 2 (T2DM) a neurodegenerace mají společnou etiopatogenezi zahrnující subklinický zánět a inzulínovou rezistenci. Lumen střeva je největším povrchem těla směřujícím do vnějšího prostředí a slizniční imunitní systém musí být přísně regulován. Střevní mikrobiota hraje důležitou roli při vývoji a modulaci imunitního systému hostitele. Proto narušení mikrobiálního ekosystému, zvaného dysbióza, podstatně přispívá k vytvoření zánětlivého stavu. Budeme používat zvířecí modely Alzheimerovy choroby, kde hraje klíčovou roli modulace imunitního systému hostitele. Předpokládáme, že jeden z mechanismů komunikace střevního mikrobiomu spojeného s těmito podmínkami s imunitním systémem hostitele je zprostředkován nízkomolekulárními metabolity. Metabolity, které jsou obvykle identifikovány jako přítomné ve střevech a spojené s touto patologií, mohou být odvozeny ze stravy a/nebo jsou produkty mikrobiálního metabolismu. V projektu se zaměříme na souhru mezi vývojem onemocnění, mikrobiomem a změnami metabolismu, abychom prozkoumali vývoj onemocnění a účinnost nových lipidizovaných analogů peptidu uvolňujícího anorexigenní prolaktin jako komplexní terapii, která současně ovlivňuje obezitu, T2DM a neurodegeneraci na myších a krysích modelech.

Studium různých způsobů studeného chmelení piva

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

Studené chmelení piva se stává celosvětově velmi populární a také naše pivovary zkouší tuto techniku používat. Studené chmelení může být realizovano ve statickém a dynamickém provedení a jsou při ní používány speciální aromatické odrůdy chmele. Cílem této práce je vytypovat dostupné, zejména české odrůdy chmele použitelné pro studené chmelení a porovnat způsoby studeného chmelení a vybrat vhodný režim technologii a zařízení pro malé i velké pivovary.

Studium sloučenin interferujících s regulačními mechanismy tvorby biofilmu jednobuněčných eukaryot

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie
Vedoucí práce: prof. Ing. Jan Masák, CSc.

Anotace

Mikrobní biofilmy jsou jednodruhová nebo v přirozeném prostředí častěji vícedruhová společenství vznikající aktivní adhezí/kolonizací buněk na nejrůnějších typech povrchů a vedoucí ke vzniku populací s odlišným fenotypem. Biofilmy populací se vyznačuje mimojiné vysokou rezistencí vůči podmínkám okolního prostředí. Rozsáhlé poznatky byly získány zejména v oblasti studia bakteriálních biofilmů, včetně regulace jeijich vzniku. V případě eukaryotních jednobuněčných mikroorganismů jsou regulační mechanismy tvorby biofilmů poznané méně a soustřeďují se zejména na pathogenní kmeny rodu Candida. Předmětem disertační práce bude nalezení přírodních či syntetických látek včetně nanočástic, které budou interferovat s regulačními mechanismy zodpovědnými za tvorbu a stabilitu biofilmu u vybraných kvasinek a mikromycet. Výsledkem by měly být nástroje a postupy umožňující cíleně ovlivnit kolonizaci povrchů uvedenými skupinami mikroorganismů ve zdravotnictví a různých oblastech průmyslu.

Vinařské odpady jako zdroj biologicky aktivních látek pro biotechnologie

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

Výroba vína patří mezi nejstarší biotechnologické procesy. V průběhu zelených prací na vinici, zpracování hroznů a výroby vína vznikne značné množství biologického odpadu jak v podobě rostlinné biomasy tak mikrobiální biomasy. Réva vinná je dobře prozkoumaná plodina z pohledu vinohradnického a biotechnologického, ale není dostatečně probádána z pohledu chemického, tedy z pohledu využitelnosti v ní obsažených chemických komponent pro další využití. Jednotlivé typy odpadů vznikající na vinici či ve výrobě mohou být cenným zdrojem např. biologicky aktivních látek. Předmětem disertační práce bude využití biotechnologicky využitelných látek z vinařských odpadů jak z konvenčních vinic, tak z vinic s biodynamických přístupem pěstování. Může se jednat např.o biologicky aktivní látky, proantokynidiny z rostlinného odpadu nebo o možnosti využití vinařských jemných kalů.

Vliv přírodních prostředků pro výživu a vitalitu rostlin na mikrobiologickou diverzitu a biotechnologický potenciál révy vinné

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

V současné době roste v zemědělství poptávka po ochranných preparátech připravených na přírodní bázi. Tento trend souvisí jednak s rozšiřování ekologického či biodynamického hospodaření a zároveň se snahou o omezení používání chemických prostředků, které zatěžují půdu i životní prostředí. Cílem disertační práce je spolupráce na vývoji a testování rostlinných přípravků, které spadají do oblasti biodynamického hospodářství. U vybraných prostředků bude sledován jejich pozitivní vliv na vitalitu rostlin. Zároveň budou tyto preparáty charakterizovány pomocí kvantitativních a kvalitativních metod chemické analýzy. Dalším cílem je ověření ovlivnění aplikace těchto přípravků na přirozenou mikroflóru hroznů, jejíž̌ složení a aktivita je klíčová́ pro úspěšnou realizaci spontánnı́ vinifikace. S tı́mto bodem úzce souvisı́ i biotechnologická analýza fermentace (dynamika procesu, kvalitativnı́ a kvantitativnı́ změny v rámci mikrobiálnı́ho konsorcia, senzorické porovnánı́ výsledného produktu atd.).

Vliv rostlinných extraktů a biologicky aktivních látek v nich obsažených na biofilmy oportunně patogenních i komensálních mikroorganismů

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

Biofilmy jsou společenství mikroorganismů, která hrají významnou roli v mnoha odvětvích lidské činnosti, včetně kolonizace tkání či implantovaných lékařských zařízení a nástrojů. Mikrobiální biofilmy se vyznačují významně odlišnými fenotypovými projevy obsažených buněk i širokou škálou interakcí mezi sebou i s okolním prostředím, včetně vysoké rezistence vůči nepříznivým podmínkám či antimikrobiálním činidlům. Předmětem disertační práce bude studium interakcí biologicky aktivních látek přírodního původu s mikrobiálními biofilmy i hledání potenciálního synergického efektu vycházejícího ze současného působení látek (např. v podobě komplexních extraktů). Studovanými modelovými mikroorganismy budou jak oportunně patogenní tak komensální či prospěšné kmeny související např. s lidským trávicím traktem, se zaměřením na jejich adhezi a tvorbu biofilmu. Součástí práce bude i charakterizace studovaných rostlinných extraktů, jak z hlediska zastoupení jednotlivých látek, tak z hlediska celkových vlastností (antioxidační aktivita apod.).

Vliv technologie na charakteristiky nealkoholického piva

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Spotřebitelé piva jsou zvyklí na produkt, který nabízí příjemnou a dobře definovanou chuť. U piva neobsahujících alkohol a se sníženým obsahem alkoholu se však tyto vlastnosti zcela liší od vlastností u běžného piva. Nicméně existují rozdíly ve vlastnostech piva bez alkoholu, které jsou závislé na technologii výroby. Cílem této práce bude srovnání dnes používaných technologií pro výrobu piva, zejména z pohledu těkavých sloučenin piva, a navrhnout možné strategie výroby piva bez alkoholu s optimálními vlastnostmi.

Využití hydrodynamické kavitace v pivovarství

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

Hydrodynamická kavitace (HK) souvisí s jevem tvorby, růstu a kolapsu bublin vyskytujících se v extrémně malém časovém intervalu způsobujících intenzivní uvolnění energie v místě zhroucení bubliny. Kolaps mikrobublin vytváří rázové vlny a přechodné zvýšení tlaku a teploty na velkém množství míst současně. HK představuje jednoduchý a energeticky efektivní způsob zvýšení intenzity mezifázových jevů. Cílem práce bude identifikovat technologické kroky (např. rmutování, chmelovar, stabilizace) ve výrobě piva, ve kterých bude možné aplikovat HK. Následně budou technologické kroky testovány při použití HK a bude kvantifikován vliv nových postupů na analytickou a senzorickou kvalitu piva. Tyto alternativní postupy budou srovnány s tradičním pivovarským procesem a bude provedeno srovnání energetických nároků na jednotlivé varianty procesů.

Využití netradičních mikroorganismů při výrobě piva

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní program: Biotechnologie

Anotace

Zvyšující se tržní konkurence vede pivovary k rozšiřování nabízeného sortimentu. Jednou z možností vývoje nových produktů je využití netradičních mikroorganismů v celém procesu fermentace. Jednou skupinou takových mikroorganismů jsou probiotika, prospěšná pro lidské zdraví, typicky v oblasti zvyšování imunity a udržování rovnováhy střevní mikroflóry. Cílem projektu bude získat soubor mikroorganismů s probiotickými vlastnostmi se schopností zkvašovat pivovarskou mladinu a/nebo snášet prostředí tradičního i nealkoholického piva bez snížení životaschopnosti. Dále bude studována fermentační kapacita vybraných mikroorganismů, tvorba senzoricky aktivních látek a vliv přítomnosti netradičních mikroorganismů na koloidní a chuťovou stabilitu produktů.


VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha 2014
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum
zobrazit plnou verzi